LANDASAN TEORI
2.4. SENSOR ARUS ACS712
Sensor arus adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik.Sensor arus ini menggunakan metode Hall Effect Sensor. Hall Effect Sensor merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi medan magnet.
Gambar 2.9. Sensor arus ACS712
Hall Effect Sensor akan menghasilkan sebuah tegangan yang proporsional dengan kekuatan medan magnet yang diterima oleh sensor tersebut. Pendeteksian perubahan kekuatan medan magnet cukup mudah dan tidak memerlukan apapun selain sebuah inductor yang berfungsi sebagai sensornya. Kelemahan dari detector dengan menggunakan induktor adalah kekuatan medan magnet yang statis (kekuatan medan magnetnya tidak berubah) tidak dapat dideteksi. Oleh sebab itu
diperlukan cara yang lain untuk mendeteksinya yaitu dengan sensor yang dinamakan dengan ‘hall effect’ sensor. Sensor ini terdiri dari sebuah lapisan silikon yang berfungsi untuk mengalirkan arus listrik. Dengan metode ini arus yang dilewatkan akan terbaca pada fungsi besaran tegangan berbentuk gelombang sinusoidal.
Tabel 2.5. Keterangan gambar sensor arus ACS712
NO. Nama Keterangn
1 dan 2 IP+ Masukan arus
3 dan 4 IP- Keluaran Arus
5 GND Ground
6 N.C Terminal untuk kapasitor eksternal, untuk menentukan bandwidth
7 VOUT Keluaran Tegangan Analog
8 VCC Power Supplay 5 V
Berikut ini adalah karakteristik dari sensor suhu ACS712.
1. Memiliki sinyal analog dengan sinyal-ganguan rendah (low-noise)
2. Ber-bandwidth 80 kHz
3. Total output error 1.5% pada Ta = 25°C
4. Memiliki resistansi dalam 1.2 mΩ
5. Tegangan sumber operasi tunggal 5.0V
6. Sensitivitas keluaran: 66 sd 185 mV/A
7. Tegangan keluaran proporsional terhadap arus AC ataupun DC
8. Fabrikasi kalibrasi
9. Tegangan offset keluaran yang sangat stabil
10. Hysterisis akibat medan magnet mendekati nol
11. Rasio keluaran sesuai tegangan sumber
Sensor ACS712 Low Current Sensor Breakout ini yangmerupakan produk dari Allegro mempunyai tingkatpengukuran arus dari rentang mili hingga 5 ampere, dan telahdilengkapi dengan penguat sehingga memudahkan penggunauntuk mengukur arus. Keluaran ACS712 Low Current SensorBreakout terhadap arus yang disensor dapat dilihat pada Gbr 2.10 berikut ini:
Gambar 2.10.Keluaran ACS712
2.5. Transformator
Trafo atau transformator merupakan komponen utama dalam membuat rangkaian catu daya yang berfungsi untuk mengubah tegangan listrik. Trafo dapat menaikkan dan menurunkan tegangan. Berdasarkan tegangan yang dikeluarkan dari belitan scundair dibagi menjadi 2 yaitu:
a. Step up (penaik tegangan) apabila tegangan belitan scundair yang kita butuhkan lebih tinggi dari tegangan primair ( jala listrik).
b. Step down (penurun tegangan) apabila tegangan belitan scundair yang kita butuhkan lebih rendah dari tegangan primair (jala listrik).
Setiap kumparan terdiri atas belitan-belitan sebanyak N buah lilit.
Jika kita anggap kumparan 1 adalah sebagai kumparan primer, maka dengan adanya I1, maka di dalam inti besi akan muncul fluks magnetik. Jika fluks magnetik yang muncul pada inti besi adalah berubah-ubah, maka pada kumparan
sekunder akan muncul beda potensial. Fluks magnetik yang berubah-ubah ini dapat dibangkitkan jika V1 adalah sumber tegangan AC. Besarnya tegangan pada kumparan primer adalah sebanding dengan rasio jumlah lilit pada kumparan sekunder terhadap primer. Dari Gambar 1 dapat dilihat N1 sebanyak 3 lilit, sedangkan N2 adalah sebanyak 2 lilit, sehingga secara ideal, perbandingan tegangan antara V1 terhadap V2 adalah sebanding dengan N1 terhadap N2.
Dengan mempertimbangkan kesamaan arah fluks magnetik yang dibangkitkan oleh arus kumparan primer serta sekunder, maka dapat diturunkan kesepakatan tentang titik (dot convention) dari kumparan trafo, yang selanjutnya dikenal juga sebagai polaritas kumparan trafo. Penentuan titik pada kumparan primer dan sekunder didasarkan pada aturan tangan kanan. Sebagai contoh, pada Gambar 2 (sebelah kiri), jika arus masuk melalui terminal a, maka arah fluks magnetik yang muncul dalam inti trafo adalah sama dengan jika arus dimasukan juga melalui terminal d (ingat aturan tangan kanan). Sehingga polaritas pada terminal a adalah sama dengan pada terminal d. Untuk selanjutnya pada terminal a dan d diberi tanda titik.
Polaritas trafo sangat penting untuk diketahui jika kita akan memparalelkan trafo (untuk meningkatkan daya trafo) ataupun men-serikan trafo (untuk meningkatkan tegangan trafo).
2.6,. Dioda
Pengertian Dioda adalah jenis komponen pasif yang berfungsi terutama sebagai penyearah. Dioda memiliki dua kutub yaitu kutub anoda dan kutub katoda. Dioda terbuat dari dua bahan atau yang biasa di sebut dengan dioda semi
konduktor yaitu bahan tipe-p menjadi sisi anode sedangkan bahan tipe-n menjadi katode.
Pada sambungan dua jenis berlawanan ini akan muncul daerah deplesi yang akan membentuk gaya barier. Gaya barier ini dapat ditembus dengan tegangan + sebesar 0.7 volt yang dinamakan sebagai break down voltage, yaitu tegangan minimum dimana dioda akan bersifat sebagai konduktor/penghantar arus listrik.
Bergantung pada polaritas tegangan yang diberikan kepadanya,pengertian dioda bisa berlaku sebagai sebuah saklar tertutup (apabila bagian anode mendapatkan tegangan positif sedangkan katodenya mendapatkan tegangan negatif) dan berlaku sebagi saklar terbuka (apabila bagian anode mendapatkan tegangan negatif sedangkan katode mendapatkan tegangan positif).
Jenis-jenis dioda ada berbagai macam yaitu dioda silikon, dioda zener dan dioda bridge. Jenis dioda silikon banyak di gunakan pada peralatan catu daya sebagai penyearah arus dan pengaman tegangan kejut. Jenis dioda zener di gunakan untuk membatasi atau mengatur tegangan. Sedangkan jenis dioda bridge banyak di gunakan pada rangkaian catu daya sebagai penyearah gelombang penuh (full wave rectifier).
Secara umum semua dioda memiliki konstruksi dan prinsip kerja yang sama. Macam-macam dioda pada dasarnya terbentuk oleh sambungan PN yang secara fisik dioda dikenali melalui nama elektrodanya yang khas yaitu, anode dan katode.
Walaupun pengertian dioda kristal (semikonduktor) dipopulerkan sebelum dioda termionik, dioda termionik dan dioda kristal dikembangkan secara terpisah
pada waktu yang bersamaan. Prinsip kerja dari dioda termionik ditemukan olehFrederick Guthrie pada tahun 1873 Sedangkan prinsip kerja dioda kristal ditemukan pada tahun 1874 oleh peneliti Jerman, Karl Ferdinand Braun.
Dalam pemasangannya pengertian dioda harus terpasang dengan benar, tidak boleh terbalik. Secara fisik kaki katoda ( K ) adalah kaki yang dekat dengan tanda gelang yang terdapat pada body-nya. Untuk mengetahui sebuah pengertian dioda masih bagus atau sudah rusak adalah dengan menggunakan AVO Meter. Fungsi Dioda dalam komponen elektronika adalah sebagai, penyerah arus, sebagai catu daya, sebagai penyaring atau pendeteksi dan untuk stabilisator tegangan. Dioda adalah komponen aktif yang memiliki dua terminal yang melewatkan arus listrik hanya satu arah.
Dioda memiliki dua elektroda aktif dimana isyarat listrik dapat mengalir, dan kebanyakan diode digunakan karena karakteristik satu arah yang dimilikinya. Dioda varikap (VARIable CAPacitor/kondensator variabel) digunakan sebagai kondensator terkendali tegangan.
Dalam dunia otomotif, fungsi dioda sangat di perlukan pada sistem pengisian alternatol/dinamo isi dimana tegangan AC yang di bangkitkan oleh alternator di searahkan menjadi tegangan DC oleh dioda sebagai sumber suplay tegangan ke beban serta sebagai charger accu/aki dengan 12 volt melalui IC regulator alternator.
2.7. IC regulator LM317
Regulator tegangan variabel merupakan rangkaian regluator yang memiliki tegangan output dapat diubah-ubah sesuai kebutuhan. Rangkaian regulator
tegangan variabel pada saat ini telah tersedia dalam bentuk chip IC regulator tegangan variabel 3 pin. Salah satu contoh regulator tegangan variabel adalah IC LM317. IC LM317 merupakan chip IC regulator tegangan variable untuk tegangan DC positif. Untuk membuat power supply dengan tegangan output variabel dapat dibuat dengan sederhana apabila menggunakan IC regulator LM317. IC Regulator tegangan variabel LM317 terdiri dari rangkaian internal sebagai berikut.
Gambar 2.11. Rangakaian internal LM317
Fungsi bagian pada regulator tegangan positif LM317 Voltage Reference adalah jalur atau bagian yang berfungsi memberikan tegangan referensi kontrol tegangan output pada regulator LM317. Input tegangan referensi daiambil dari rangkaian pembagi tegangan variabel (R1 dan R2 pada rangkaian dibawah). Komparator berfungsi sebagai pembanding antar tegangan output dan tegangan referensi, dimana besarnya tegangan output dapat dihitung dari persamaan
dibawah. Circuit Protection adalah rangkaian pelindung IC LM317 dari erjadinya arus konrsleting dan sebagi pelindung IC dari panan kerlebihan.
Power regulator adalah ragnkaain darlinto transistor NPN yang berfungsi untuk memperkuat arus output regulator tegangan variabel LM317. IC regulator tegangan variabel LM317 memiliki kemampuan mengalirkan arus maksimum sebesar 1,5 Ampere dan mampu memberikan tegangan output variabel dari 1,2 volt DC sampai dengan 37 volt DC.